Общее описание и работа системы управления двигателем

Описание контроллера электронной системы управления двигателем (ЭСУД)

Контроллер ЭСУД взаимодействует со многими другими компонентами и системами, связанными с ограничением вредных выбросов, и проверяет их состояние. Диагностика OBD II контролирует работу системы и устанавливает диагностический код неисправности (DTC), если она ухудшается.

Работа контрольных ламп индикации неисправности и сохранение DTC зависят от типа DTC. DTC, относящиеся к выбросам вредных веществ, классифицируются как коды типа A или типа B. Коды типа C не относятся к выбросам вредных веществ.

Контроллер ЭСУД располагается в моторном отсеке. Контроллер ЭСУД является центром управления системы органов управления двигателем. Контроллер ЭСУД управляет следующими компонентами:

• Система впрыска топлива
• Система зажигания
• Системы ограничения выброса вредных веществ
• Бортовая система диагностики
• Кондиционер и вентиляторы
• Система управления приводом дроссельной заслонки (TAC)

Контроллер ЭСУД постоянно контролирует информацию с различных датчиков и из других источников, а также контролирует системы, влияющие на рабочие характеристики и вредные выбросы автомобиля. Контроллер ЭСУД также выполняет диагностические проверки различных частей системы. Контроллер ЭСУД может распознавать проблемы работоспособности и уведомлять водителя с помощью контрольных ламп индикации неисправности. Если контроллер ЭСУД обнаруживает неполадку, он записывает диагностический код неисправности. Область, к которой относится неисправность, можно определить по конкретному DTC. Это помогает технику при выполнении ремонта.

Работа контроллера ЭСУД

Контроллер ЭСУД может подавать напряжения 5 В или 12 В на различные датчики и переключатели. Это делается с помощью резисторов, подтягивающих соответствующие линии к стабилизированным линиям питания внутри контроллера ЭСУД. В некоторых случаях обычный серийный вольтметр не позволяет провести точное измерение из-за малого внутреннего сопротивления. Поэтому для точного измерения напряжений необходим цифровой мультиметр с входным импедансом не менее 10 МОм.

Контроллер ЭСУД управляет выходными цепями, подавая потенциал массы или напряжение питания через т.н. выходные формирователи.

ЭСППЗУ

Электрически стираемое программируемое постоянное ЗУ (ЭСППЗУ) - это энергонезависимое запоминающее устройство, входящее в состав контроллера ЭСУД. В ЭСППЗУ хранится информация о программировании и калибровке, которая необходима контроллеру ЭСУД для управления силовыми цепями.

Для перепрограммирования контроллера ЭСУД необходимо специальное оборудование и соответствующие программы и калибровочные данные.

Программирование кода частоты противоугонной системы

Автомобиль оборудован противоугонной системой, которая взаимодействует с контроллером ЭСУД. В случае замены контроллера ЭСУД необходимо запрограммировать в новом контроллере ЭСУД код частоты установленного в автомобиле противоугонного модуля. Без выполнения этой процедуры автомобиль не запустится.

Модуль датчика детонации

Контроллер ЭСУД с помощью встроенной интегральной схемы постоянно контролирует состояние оценочной схемы контроля детонации. Модуль датчика детонации (KS) содержит электронные схемы, которые позволяют контроллеру ЭСУД анализировать сигналы датчиков детонации и диагностировать датчики детонации и связанные с ними схемы. Если контроллер ЭСУД обнаруживает, что модуль датчиков детонации не считывает эти сигналы, устанавливается диагностический код неисправности.

Колодка диагностики

Разъем диагностики (DLC) представляет собой 16-контактный разъем, через который техник может считывать данные последовательных каналов передачи данных при диагностике. Подключив к этому разъему сканирующий прибор, техник может контролировать различные параметры последовательных каналов передачи данных и выводить информацию о диагностических кодах неисправности. Разъем DLC находится в водительском отсеке, под приборной панелью.

Контрольная лампа индикации неисправности

Контрольная лампа индикации неисправности находится внутри приборного щитка. Контрольная лампа индикации неисправности управляется контроллером ЭСУД и загорается, когда контроллер ЭСУД обнаруживает состояние, влияющее на выброс автомобилем вредных веществ.

Меры предосторожности при обслуживании контроллера ЭСУД

Конструкция контроллера ЭСУД рассчитана на то, чтобы выдерживать нормальные нагрузочные токи, возникающие при эксплуатации автомобиля. Однако следует избегать перегрузок этих цепей. При проверке на разрыв цепи или короткое замыкание нельзя заземлять какие-либо цепи контроллера ЭСУД или подавать на них напряжение, если это не предписано инструкцией. Такие цепи можно проверять только цифровым мультиметром.

Послепродажное (дополнительное) электрическое и вакуумное оборудование.

Примечание: Запрещается подключать к данному автомобилю дополнительное оборудование с вакуумным приводом. Установка дополнительного оборудования с вакуумным приводом может привести к повреждению компонентов или систем автомобиля.

Примечание: Дополнительное электрическое оборудование во избежание повреждения автомобиля необходимо подключать к бортовой сети у аккумулятора (как питание, так и массу).

Послепродажное (дополнительное) электрическое и вакуумное оборудование - это любое оборудование, установленное на автомобиль после выпуска с завода, которое подключается к электрической или вакуумной системе автомобиля. В конструкции автомобиля не предусмотрено никаких резервов для установки такого оборудования.

Дополнительное электрическое оборудование, даже установленное в соответствии с этими строгими требованиями, может вызывать неполадки бортовой сети автомобиля. Это может касаться и оборудования, не подключенного к электрической системе автомобиля, например, портативных телефонов и радиоприемников. Таким образом, первый шаг при диагностике любых неполадок бортовой сети - снять с автомобиля все послепродажное электрооборудование. Если после этого неполадка остается, ее диагностику производят обычным порядком.

Повреждение статическим электричеством

Важно: Во избежание повреждения контроллера ЭСУД статическим электричеством НЕ КАСАЙТЕСЬ контактов разъема контроллера.

Электронные компоненты, применяемые в системах управления, часто рассчитаны на очень небольшие напряжения. Электронные компоненты легко повреждаются электростатическим разрядом. Для повреждения некоторых электронных компонентов достаточно электростатического напряжения менее 100 В. Для сравнения - чтобы человек только почувствовал электростатический разряд, необходимо напряжение 4000 В.


Человек может приобрести электростатический заряд разными путями. Наиболее типичные - электризация трением и электростатическая индукция. Например, электризация трением может произойти, когда человек скользит по автомобильному сиденью.

Электризация электростатической индукцией происходит, когда человек в хорошо изолированной обуви, стоя рядом с сильно заряженным предметом, на мгновение касается заземления. Одноименные заряды стекают на землю, и человек остается заряженным зарядом противоположной полярности. Электростатический заряд может вызвать повреждения электронных компонентов, поэтому важно соблюдать осторожность при работе и проверке.

Осмотр устройств под капотом

Важно: Эта проверка очень важна, и ее необходимо проводить аккуратно и тщательно.

Внимательно осматривайте устройства под капотом при выполнении любой диагностической процедуры или при диагностике причин сбоя проверки, связанной с выбросом вредных веществ. Это нередко позволяет устранить неполадку без каких-либо дополнительных действий. При проверке соблюдать следующие правила:

• Осмотреть вакуумные шланги - правильность разводки, пережимы, порезы, рассоединения.
• Осмотреть труднодоступные шланги.
• Осмотреть провода в моторном отсеке на следующие неисправности:
• Прожженные или протертые места
• Пережатые провода
• Касание острых краев
• Касание горячих выпускных патрубков

Необходимые базовые знания

Примечание: Незнание основных принципов устройства данной электросистемы при выполнении диагностических процедур может привести к неверной диагностике или повреждению компонентов электросистемы. Не имея таких базовых познаний, не надо пытаться диагностировать проблемы электросистемы.

Для эффективного использования этого раздела Руководства по техническому обслуживанию необходимы базовые навыки работы с ручным инструментом.

Для использования данного раздела руководства по техническому обслуживанию необходимо знать некоторые основные принципы работы двигателя и электрической диагностики.

• Основы электрических цепей - Необходимо знать основы электричества и понимать, что такое напряжение, ток и сопротивление. Надо понимать, что происходит с электрической цепью при разрыве или коротком замыкании, и надо уметь определять закороченную или разорванную цепь цифровым мультиметром. Надо уметь читать и понимать электрические схемы.
• Применение цифрового мультиметра - Надо уметь работать с цифровым мультиметром - чрезвычайно ценным прибором. Надо уметь измерять мультиметром напряжение (В), сопротивление (Ом), ток (А), переменные сигналы (мин./макс.) и частоту (Гц).
• Использование приборов для проверки цепей - Не использовать контрольную лампу для проверки органов управления двигателем, если это не предписано напрямую. Надо уметь пользоваться перемычками для проверки компонентов и цифровым мультиметром без повреждения контактов. Надо уметь пользоваться набором переходников J 35616 для проверки разъемов и использовать этот набор всегда, когда диагностические процедуры предписывают подключение к разъему со стороны контактов.

Описание системы управления приводом дроссельной заслонки (TAC)

Система управления приводом дроссельной заслонки (TAC) используется для улучшения показателей по выбросу вредных веществ, экономии топлива и улучшения общей характеристики управляемости. Система управления приводом дроссельной заслонки (TAC) устраняет механическую связь между педалью акселератора и дроссельной заслонкой. Система управления приводом дроссельной заслонки (TAC) устраняет потребность в системе автоматического регулирования скорости и в электродвигателе регулирования подачи воздуха на холостом ходу. Ниже приводится перечень компонентов системы управления приводом дроссельной заслонки (TAC):

• Педаль акселератора в сборе включает следующие компоненты:
• Педаль акселератора.
• Датчик 1 положения педали акселератора (APP).
• Датчик 2 APP.
• Корпус дроссельной заслонки в сборе включает следующие компоненты:
• Датчик 1 угла открытия дроссельной заслонки (TP)
• Датчик 2 угла открытия дроссельной заслонки (TP)
• Двигатель привода дроссельной заслонки
• Дроссельная заслонка
• Контроллер ЭСУД

Контроллер ЭСУД контролирует с помощью 2 датчиков APP требование водителя на ускорение. Диапазон изменения напряжения датчика 1 APP находится в интервале приблизительно 0,98...4,16 вольт, изменяясь по мере перемещения педали акселератора из исходного положения ненажатой педали до положения педали, выжатой на полный ход. Диапазон датчика 2 APP находится в интервале приблизительно 0,49...2,08 вольт, изменяясь по мере перемещения педали акселератора от исходного положения ненажатой педали до положения педали, выжатой на полный ход. Контроллер ЭСУД для того, чтобы выслать дроссельной заслонке команду занять определенное положение, обрабатывает эту информацию наряду с другими вводами датчика.

Дроссельной заслонкой управляет электродвигатель постоянного тока, называемый электродвигателем привода дроссельной заслонки. Контроллер ЭСУД может передвигать этот двигатель вперед или в обратном направлении, управляя напряжением аккумуляторной батареи и/или заземлением на 2-х встроенных драйверах. Дроссельная заслонка удерживается в исходном положении 7% с помощью возвратной пружины постоянной силы. Когда на двигатель привода дроссельной заслонки не подается ток, эта пружина удерживает дроссельную заслонку в исходном положении.

Контроллер ЭСУД контролирует угол дроссельной заслонки с помощью 2 датчиков TP. Напряжение датчика 1 TP изменяется приблизительно от 0,5 до 4,25 вольт при перемещении дроссельной заслонки из положения "0 процентов" до полностью открытой дроссельной заслонки (WOT). Напряжение датчика 2 TP изменяется приблизительно от 4,45 до 0,7 вольт при перемещении дроссельной заслонки из положения "0 процентов" до полностью открытой дроссельной заслонки (WOT).

Контроллер ЭСУД выполняет диагностику, которая проверяет уровни напряжения обоих датчиков APP, обоих датчиков TP и цепи двигателя привода дроссельной заслонки. Он также контролирует скорость обратного хода под действием обеих пружин возврата, которые размещены внутри корпуса дроссельной заслонки в сборе. Эта диагностика выполняется в разные моменты времени в зависимости от того, работает или не работает двигатель и находится ли контроллер ЭСУД в процессе определения параметров дроссельной заслонки.

При каждом включении зажигания контроллер ЭСУД выполняет быстрый тест пружины возврата дроссельной заслонки, чтобы удостовериться, что дроссельная заслонка может вернуться в 7-процентное исходное положение из положения 0 процентов. Это должно гарантировать, что дроссельная заслонка может быть возвращена в исходное положение в случае неисправности цепи двигателя привода. Обратите внимание: при низкой температуре контроллер ЭСУД перемещает дроссельную заслонку на 7% при включенном зажигании и выключенном двигателе, чтобы удалить лед, который может образоваться на дроссельной заслонке.

Процедура повторного определения параметров дроссельной заслонки

Контроллер ЭСУД запоминает ряд параметров, в том числе наименьшее положение дроссельной заслонки (0%), исходное положение (7%) и скорость возврата обеих пружин. Эти значения стираются или перезаписываются только при перепрограммирования контроллера ЭСУД или при выполнении процедуры повторного определения параметров дроссельной заслонки. Обратите внимание: в случае отсоединения аккумулятора контроллер ЭСУД выполняет процедуру повторного определения параметров дроссельной заслонки сразу же после включения зажигания.

Процедура повторного определения параметров дроссельной заслонки выполняется при каждом включении зажигания, если двигатель был выключен больше 29 секунд и выполнены следующие условия:

• Обороты двигателя меньше 40 об/мин.
• Скорость автомобиля равна 0 км/час (0 mph).
• Температура охлаждающей жидкости двигателя (ЕСT) находится в пределах 5-85°C (41-185°F).
• Температура впускного воздуха находится в пределах 5-60°C (41-140°F).
• Сигнал датчика положения педали акселератора соответствует углу менее 14,9%.
• Напряжение зажигания 1 больше 10 вольт.

По истечении 29 секунд контроллер ЭСУД перемещает пластину дроссельной заслонки из исходного положения в полностью закрытое, потом в открытое примерно на 10%. Эта процедура занимает около 6-8 секунд. Если возникает какая-либо неисправность в механизме управления дроссельной заслонкой (TAC) записывается диагностический код неисправности (DTC). В начале процедуры параметр TAC Learn Counter сканирующего прибора должен быть равен 0, а к моменту завершения процедуры должен увеличиться до 11. Если счетчик начинается не с 0 или заканчивается не на 11, это свидетельствует о неисправности; должен быть записан DTC.

Действия по умолчанию системы TAC/Режимы пониженной мощности

Контроллер ЭСУД имеет 2 режима пониженной мощности, в которые он может переходить, если в системе управления положением дроссельной заслонки обнаружена неисправность. Если при определенном положении педали акселератора обнаружена неисправность цепи датчика 1 или датчика 2 положения педали акселератора, цепи датчика 2 положения дроссельной заслонки или датчика 1 положения дроссельной заслонки, контроллер ЭСУД переходит в один из двух режимов пониженной мощности. В этом режиме крутящий момент двигателя ограничен, так что автомобиль не может набирать скорость выше 100 км/ч (60 миль/ч). Контроллер ЭСУД остается в этом режиме пониженной мощности в течение всего цикла зажигания, даже если неисправность будет устранена.

Если наблюдается неполадка в цепях управления положением дроссельной заслонки, расхождение между предписанным и фактическим положением дроссельной заслонки, сбой проверки возвратной пружины или неисправность цепи датчика TP 1, контроллер ЭСУД переходит в другой режим пониженной мощности. В этом режиме обороты двигателя ограничены величиной 2500 об/мин и 3-6 случайно выбранных топливных форсунок выключаются. При этом подается команда на включение индикатора пониженной мощности. Контроллер ЭСУД остается в этом режиме пониженной мощности в течение всего цикла зажигания, даже если неисправность будет устранена. Обратите внимание, если неисправность датчика TP 1 или цепи управления положением дроссельной заслонки наблюдаются при холостом ходе двигателя, без нажатия педали акселератора, двигатель может заглохнуть.

Описание системы управления положением распределительных валов

Система управления положением распределительных валов позволяет контроллеру ЭСУД менять фазы газораспределения всех 4 распределительных валов во время работы двигателя. Узел исполнительного механизма положения распределительного вала (15) меняет положение распределительного вала в соответствии с изменениями давления масла. Электромагнитный клапан исполнительного механизма положения распределительного вала меняет давление масла, регулируя опережение или задержку распределительного вала. Изменение фаз газораспределения при изменении потребления топлива двигателем позволяет улучшить следующие параметры:

• Выходная мощность двигателя
• Расход топлива
• Снижение токсичности выхлопа

Электромагнитный клапан (7) системы управления положением распределительных валов управляется контроллером ЭСУД. Изменение положений распределительных валов контролируется с помощью датчика положения коленчатого вала (CKP) и датчиков положения распределительных валов (CMP). Для расчета желаемых положений распределительных валов контроллер ЭСУД использует следующую информацию:

• Сигнал датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ)
• Расчетную температуру моторного масла (EOT)
• Сигнал датчика массового расхода воздуха (MAF)
• Сигнал датчика угла открытия дроссельной заслонки (TP)
• Сигнал датчика скорости автомобиля (VSS)
• Коэффициент наполнения

Работа

Узел исполнительного механизма положения распределительных валов расположен во внешнем корпусе и приводится цепью механизма газораспределения. В узле имеется ротор с неподвижными лопастями, установленный на распределительном валу. Давление масла на неподвижные лопасти приводит к повороту соответствующего распределительного вала относительно коленчатого вала. Перемещение впускных распределительных валов позволяет установить опережение впускных клапанов до 50 градусов коленвала. Перемещение выпускных распределительных валов позволяет установить задержку выпускных клапанов до 50 градусов коленвала. При подаче давления масла на обратную сторону лопастей распределительные валы возвращаются к 0 градусов по коленвалу или к верхней мертвой точке (ВМТ). Контроллер ЭСУД подает на электромагнит системы управления положением распределительных валов команду переместить плунжер соленоида и золотниковый клапан так, чтобы направить масло в канал опережения (11). Масло, проходящее через привод системы управления положением распределительных валов из канала опережения соленоида, создает давление на стороне опережения лопастей привода узла системы управления положением распределительных валов. Когда положение распределительного вала задерживается, электромагнитный клапан системы управления положением распределительных валов направляет масло в привод системы управления положением распределительных валов через канал задержки (3). Контроллер ЭСУД также может подать на электромагнитный клапан привода системы управления положением распределительных валов команду прекратить подачу масла в оба канала, чтобы зафиксировать текущее положение распределительного вала.

Контроллер ЭСУД управляет электромагнитным клапаном системы управления положением распределительных валов, подавая на обмотку соленоида управляющий сигнал с широтно-импульсной модуляцией. Чем больше коэффициент заполнения широтно-импульсного сигнала, тем больше изменение фаз газораспределения распределительного вала. Исполнительный механизм системы управления положением распределительных валов также имеет фиксирующий палец (14), который препятствует взаимному перемещению наружного кожуха и узла крыльчатки. Прежде чем исполнительный механизм положения распределительных валов придет в движение, стопорный палец должен быть освобожден давлением масла. Контроллер ЭСУД постоянно сравнивает сигналы датчиков положения распределительных валов с сигналом датчика положения коленчатого вала, определяя положения распределительных валов и выявляя неполадки в системе. Если имеется неисправность в приводе управления положением впускного или выпускного распределительного вала, привод управления положением впускного или выпускного распределительного вала противоположного ряда цилиндров устанавливается в положение по умолчанию - 0 градусов по коленвалу.

Работа системы управления положением распределительных валов

Состояние движения	Изменение положения распределительного вала	Цель	Результат
Холостой ход	Без изменения	Минимизация перекрытия клапанов	Стабилизация оборотов холостого хода
Малая нагрузка на двигатель	Задержка клапанов	Уменьшение перекрытия клапанов	Стабилизация выходной мощности двигателя
Средняя нагрузка на двигатель	Опережение клапанов	Увеличение перекрытия клапанов	Экономия топлива и уменьшение токсичности выхлопа
Низкие или средние обороты при большой нагрузке	Опережение клапанов	Опережение закрытия впускного клапана	Увеличение крутящего момента при малых и средних оборотах
Высокие обороты при большой нагрузке	Задержка клапанов	Задержка закрытия впускного клапана	Повышение выходной мощности двигателя